Sandvik SAF 2906™ – 초고합금 듀플렉스 스테인리스강, 탁월한 내식성
개요
Sandvik SAF 2906™은 오스테나이트-페라이트 상을 모두 가진 고합금 듀플렉스 스테인리스강으로, 가성 소다(수산화나트륨) 환경 및 염화물이 포함된 환경에서 탁월한 내식성을 발휘합니다. 이 강종은 높은 크롬 함량과 질소, 몰리브덴의 균형 잡힌 조성 덕분에 국부 부식(공극 부식, 틈새 부식)과 응력 부식 균열(SCC)에 대한 저항성이 매우 높습니다.
주요 특성
- 가성 소다 환경에서 우수한 내식성 (염화물 등 오염 물질 존재 시에도 유지)
- 입계 부식에 대한 탁월한 저항성
- 공극 부식 및 틈새 부식에 대한 탁월한 저항성
- 응력 부식 균열(SCC)에 대한 높은 저항성
- 양호한 용접성
- 매우 높은 강도: 0.2% 내력(항복 강도)이 일반 오스테나이트 스테인리스강의 약 3배
물리적 및 일반 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
비고 |
| 밀도 |
23.0 °C |
7.7 g/cm³ |
|
| 재활용 함량 |
- |
82.1 % |
평균 재활용 함량 |
기계적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
비고 |
| 탄성 계수 |
20.0 °C |
200 GPa |
|
| 100.0 °C |
194 GPa |
|
| 200.0 °C |
186 GPa |
|
| 300.0 °C |
180 GPa |
|
| 신율 |
20.0 °C |
25 % |
최소값 |
| 100.0 °C |
25 % |
최소값 |
| 200.0 °C |
25 % |
최소값 |
| 300.0 °C |
25 % |
최소값 |
| 인장 강도 |
20.0 °C |
750 - 800 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 100.0 °C |
730 - 750 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 200.0 °C |
700 - 720 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 300.0 °C |
690 - 710 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 0.2% 항복 강도 (Rp0.2) |
20.0 °C |
550 - 650 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 100.0 °C |
500 - 550 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 200.0 °C |
430 - 470 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
| 300.0 °C |
410 MPa |
두께 >10mm는 최소값, <10mm는 최대값 |
열적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
비고 |
| 열팽창 계수 |
100.0 °C |
1.15E-5 1/K |
30°C부터 해당 온도까지 |
| 200.0 °C |
1.2E-5 1/K |
30°C부터 해당 온도까지 |
| 300.0 °C |
1.25E-5 1/K |
30°C부터 해당 온도까지 |
| 400.0 °C |
1.25E-5 1/K |
30°C부터 해당 온도까지 |
| 비열 용량 |
20.0 °C |
470 J/(kg·K) |
|
| 100.0 °C |
500 J/(kg·K) |
|
| 200.0 °C |
530 J/(kg·K) |
|
| 300.0 °C |
560 J/(kg·K) |
|
| 400.0 °C |
600 J/(kg·K) |
|
| 열전도도 |
20.0 °C |
13 W/(m·K) |
|
| 100.0 °C |
14 W/(m·K) |
|
| 200.0 °C |
16 W/(m·K) |
|
| 300.0 °C |
18 W/(m·K) |
|
| 400.0 °C |
19 W/(m·K) |
|
전기적 특성
| 특성 |
온도 |
값 |
| 전기 저항률 |
23.0 °C |
8.1E-7 Ω·m |
화학적 조성 (중량 %)
| 원소 |
함량 |
비고 |
| 탄소 (C) |
0.03 % |
최대 |
| 크롬 (Cr) |
29 % |
|
| 구리 (Cu) |
0.8 % |
최대 |
| 철 (Fe) |
나머지 |
Balance |
| 망간 (Mn) |
1 % |
|
| 몰리브덴 (Mo) |
2.3 % |
|
| 니켈 (Ni) |
7 % |
|
| 질소 (N) |
0.35 % |
|
| 인 (P) |
0.03 % |
최대 |
| 규소 (Si) |
0.3 % |
|
| 황 (S) |
0.015 % |
최대 |
기술적 특성 및 응용
주요 응용 분야
- 가성 소다 생산: 전해조부터 증발 플랜트까지의 배관 시스템에 적합하며, 다이어프램 및 멤브레인 공정 모두에서 증발관과 같이 매우 공격적인 조건에도 탁월한 선택입니다.
- 알루미나 생산: 알루미나 소화 공정의 열교환기 튜브 및 배관
- 공극 및 틈새 부식에 대한 높은 내식성이 요구되는 환경
인증 및 승인
- ASME 보일러 및 압력 용기 코드 Section VIII, Div. 1 및 2에 따른 승인 (미국 기계학회)
- PED (압력 기기 지침) 2014/68/EU 및 AD2000 Merkblatt W2: 특정 재료 평가 (PMA), 오스테나이트-페라이트강 Sandvik SAF 2906
냉간 성형
Sandvik SAF 2906™의 굽힘에 필요한 힘은 표준 오스테나이트 스테인리스강보다 높으며, 이는 더 높은 항복 강도의 자연스러운 결과입니다.
내식성 상세
가성 소다 환경
Sandvik SAF 2906™은 높은 크롬 함량 덕분에 가성 소다 환경에서 매우 우수한 내식성을 보입니다. 순수 가성 소다에서의 성능은 등부식도(0.1 mm/년)에서 확인할 수 있습니다(Figure 1 참조). 실제 가성 소다 제조 공정에서는 염화물 및 염산염 형태의 불순물이 존재합니다. 일반적으로 가성 소다 제조 공정에서는 Ni200이나 고니켈 합금이 사용되며, 특히 증발기와 같은 중요 설비에 사용됩니다.
다이어프램 및 멤브레인 공정의 증발 플랜트에서 발견되는 염화나트륨(NaCl) 및 염산나트륨(NaClO₃)을 함유한 수산화나트륨(NaOH) 환경에서의 부식 시험 결과는 Table 1, 2 및 Figure 2에 제시되어 있습니다. 결과는 Sandvik SAF 2906™이 가성 소다 환경에서 우수한 성능을 발휘함을 명확히 보여줍니다.
공극 부식 및 틈새 부식
Sandvik SAF 2906™은 높은 크롬과 질소 함량, 적절한 몰리브덴 함량의 균형 잡힌 조성을 통해 염화물에 의한 국부 부식에 높은 저항성을 가집니다. 공극 부식 저항성을 비교하는 지수로 PRE 수치(Pitting Resistance Equivalent)가 사용됩니다.
PRE = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N (중량 기준)
공극 또는 틈새 부식에 대한 매우 가혹한 시험인 ASTM G48 시험(6% FeCl₃ 침지) 결과는 Table 3에 나와 있습니다. 임계 공극 온도(CPT)와 임계 틈새 부식 온도(CCT)는 각각 공극 부식과 틈새 부식이 시작되는 온도입니다.
| 강종 |
PRE (최소) |
CPT, °C (°F) |
CCT, °C (°F) |
| Sandvik SAF 2906 |
41.5 |
75 (167) |
42.5 (109) |
| Sandvik SAF 2507 |
42.5 |
80 (176) |
50 (122) |
| Sandvik SAF 2205 |
35 |
30 (86) |
18 (64) |
| ASTM 316L |
26 |
<10 (50) |
<10 (50) |
응력 부식 균열 (SCC)
Sandvik SAF 2906™은 염화물 유도 응력 부식 균열(SCC)에 대한 탁월한 저항성을 가집니다. 다양한 합금의 SCC 저항성을 통기된 40% CaCl₂, pH 1.5, 100°C(210°F)에서의 정하중 시험(수정된 ASTM G36 방법)으로 평가한 결과는 Figure 5에 나와 있습니다.
질산
크롬과 몰리브덴의 균형 덕분에 Sandvik SAF 2906™은 질산에 대한 양호한 저항성을 보입니다. 등부식도(Figure 6)는 고순도 오스테나이트 강종인 Sandvik 2RE10(질산용으로 널리 사용)과의 성능을 비교하여 보여줍니다.
튜브 확장
오스테나이트 스테인리스강에 비해 Sandvik SAF 2906™은 더 높은 내력과 인장 강도를 가집니다. 이는 튜브를 튜브시트에 확장할 때 고려해야 합니다. 일반 방법을 사용할 수 있지만, 확장을 위해서는 더 높은 초기 힘이 필요하며 한 번의 작업으로 수행해야 합니다. 일반적으로 튜브-튜브시트 접합부는 누수 방지를 위해 용접하는 것이 좋습니다.
열처리
튜브는 일반적으로 열처리된 상태로 공급됩니다. 추가 가공 후 열처리가 필요한 경우 다음을 권장합니다.
고용 열처리(용체화 처리): 1040-1080°C (1900-1980°F), 공기 또는 물에서 급냉.
가공
이중상 재료(오스테나이트-페라이트)인 Sandvik SAF 2906™은 Sandvik 2RE69와 같은 단일상 재료와 다른 마모 양상을 보입니다. 따라서 절삭 속도는 오스테나이트 강종에 권장되는 것보다 낮아야 합니다. 자세한 정보는 문의 바랍니다.
공급 형태
- 이음매 없는 튜브 및 파이프 (직관 또는 U-밴드 가능)
- 피팅 및 플랜지
- 판재, 시트 및 스트립
봉강 |
- 단조품
용접
Sandvik SAF 2906™의 용접성은 양호합니다. 용접은 예열 없이 수행해야 하며, 후열 처리는 일반적으로 불필요합니다. 적절한 융접 방법은 아르곤+2% N₂ 차폐 가스를 사용한 GTAW/TIG 용접입니다. 튜브-튜브시트 용접의 경우 적절한 용접 금속 조직을 위해 아르곤+3% N₂ 차폐 가스 사용을 권장합니다.
권장 열 입력: 0.2-1.5 kJ/mm, 층간 온도: <150°C (300°F).
권장 용접 재료:
- GTAW/TIG 용접
- 오버레이 용접(튜브시트 및 고압 용기) 시, Sandvik SAF 2906™과 동등한 내식성이 요구되는 경우 Exaton 29.8.2.L 와이어 또는 스트립 전극 권장
데이터시트 업데이트: 2019-12-20 09:57 (이전 모든 판 대체)